如果你能站在金星表面,迎接你的将是一场地狱般的体验。这里的大气压是地球的93倍,相当于闷在900米深的水下,人的躯体会在瞬间被压垮。更可怕的是温度,表面常态高达467°C,连熔点较低的铅都会熔成液态。在这颗被厚厚大气包裹的星球上,没有凉爽的角落,更没有板块构造带来的地壳“活跃”——过去很长时间,科学家相信金星就像一块静止的、彻底烧焦的岩石,地质上早已死去。
但这个认知正在被改写。苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的一支研究团队近日在《自然·地球科学》上发表论文指出,金星非但不是一具冷却的尸体,反而坐拥许多活跃的火山,其表面巨大的裂谷就是最直观的证据。团队带头人、地球与行星科学系地球动力学教授塔拉斯·格里亚(Taras Gerya)和论文第一作者杨曦(Xi Yang)等人,利用一套全新的计算机模型首次高分辨率模拟了金星裂谷的三维演化,并观测到了此前被忽视的动态线索。
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对于熟悉地球地理的人来说,裂谷并不是陌生的概念。东非大裂谷就是一个活生生的例子:当地壳被拉伸,两侧的块体彼此远离,中间便会下陷出一道绵长的凹陷。而在金星,尽管没有板块构造——整个表面是一整块“一体式”地壳,却同样出现了类似的结构。这些金星裂谷规模极其惊人,有些宽度甚至可以达到10000公里,在地球上几乎找不到体量相当的参照。它们的存在本身就暗示着某种拉力作用,但长期以来,没有人能确切说清这些裂谷究竟是早已停滞的远古残迹,还是直到近期仍在活动的年轻构造。
以往的研究之所以难以回答这个问题,很大程度上受限于技术。过去对金星裂谷的模拟大多采用简化条件,仅能做二维分析,材料参数也比较粗糙,无法真实再现地壳拉伸过程中的细节。而格里亚团队这次带来的新模型,是首个能做到高分辨率三维模拟的计算方案——它更像是一台能切开金星地壳的“数字手术刀”,把裂谷从诞生到可能停止运作的全周期搬进了计算机里。
模拟结果中,一个微妙而关键的特征浮现出来:裂谷两侧会形成宽阔且高耸的山脊,被称为裂谷肩。当裂谷还很“年轻”,即仍在活跃拉伸或刚刚停止拉伸不久时,这些肩部就会以隆起的形态出现,而且它们的宽度和陡峭程度与裂谷的活跃状态直接相关。更令研究者惊讶的是裂谷伸展的速度。新模型显示,金星裂谷每年向外扩张3到10厘米——这个速率远超此前的估计。放到地质时间尺度上,这几乎就像星球表面在急促呼吸。
但肩部并不会永远高耸。当裂谷停止拉伸,金星的裂谷肩就会开始“泄劲”,迅速变平坦。在地球上,山脉要经过风吹雨打的侵蚀才会被逐渐削低,可金星没有河流雨水,大气也几乎静止,那么这种快速的平坦化靠的是什么?答案指向一种叫做地壳松弛的机制。在极端高温下,金星的地壳岩石并不是我们想象中那样冷硬坚挺,反而有点像被持续烘软的糖浆,一旦失去了拉伸力的支撑,就会在自身重力下缓慢流动、摊平。裂谷系统越古老,肩部就越窄
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